Nature子刊：描繪癌細胞的能源泵
日期：2013-05-02 09:48:31
快速生長的腫瘤，非常依賴營養物質的高效轉運。GLUT是一種重要的轉運蛋白，負責將糖類運入細胞。瑞典Karolinska研究所的研究人員首次解析了GLUT轉運蛋白的工作機制，文章于四月二十八日發表在Nature Structural & Molecular Biology雜志上。他們希望這一研究能夠為抗癌新藥物的開發提供基礎。
腫瘤依靠轉運蛋白向細胞引入代謝所需的大量糖和其他營養物質，為腫瘤細胞的快速生長提供能量。如果能夠阻斷細胞膜中那些作為能源泵的轉運蛋白，就有望扼殺腫瘤細胞。
對于癌細胞來說，葡萄糖是最重要的能量來源之一。而GLUT蛋白家族是負責轉運葡萄糖和其他糖類的重要膜轉運蛋白。此前有研究顯示，GLUT轉運蛋白在許多癌癥類型中，對于腫瘤生長非常關鍵。
大腸桿菌XylE蛋白的功能和結構，與人類GLUT轉運蛋白很相似。Karolinska研究所的研究人員進行了深入研究，解析了XylE蛋白轉運糖類的詳細過程。他們發現，當該蛋白結合并轉運糖分子時，其蛋白結構在兩個不同構象之間轉換，以此實現轉運功能。
“我們的研究展現了，XylE蛋白上糖結合區域的分子結構。在此基礎上，人們可以開發抑制GLUT轉運蛋白的的藥物，以便更有效的對抗癌癥，”參與這項研究的Pär Nordlund說。“該轉運蛋白的結構信息，能夠推動相關藥物的研發，這樣的GLUT抑制劑將有望被用于治療癌癥。”
這項研究不僅給癌癥研究帶來了新線索，也為糖尿病領域提供了新的啟示。胰島素的主要功能包括，促使細胞通過膜上的GLUT轉運蛋白攝入血液中的葡萄糖，因此GLUT在糖尿病中的作用也很關鍵。
GLUT和XylE轉運蛋白都屬于龐大的代謝物轉運子家族MFS（Major Facilitator Superfamily），該家族的成員涉及了多種疾病，而且影響著細胞對藥物的吸收。
“MFS蛋白家族與癌癥、糖尿病等許多疾病有關，而GLUT轉運蛋白起作用的分子機制，應該被MFS家族中的許多成員所采用，”Pär Nordlund說。
除了膜轉運蛋白，細胞膜表面還貫穿著多種其它蛋白，這些蛋白對細胞的功能很重要，也是藥物研發領域的熱點。其中兩種主要膜蛋白家族（G蛋白偶聯受體和離子通道）的相關研究，就曾獲得了諾貝爾獎。
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